超音波診断センサーを内蔵した医療用超音波研削機の開発

• 研究課題/領域番号: 14658296
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 田村 賢一 日本大学, 工学部, 助教授 (90227273)
• 研究分担者: 小森 規雄 日本大学, 歯学部, 助手 (60153681) ; 小木曽 文内 日本大学, 歯学部, 助教授 (70147643) ; 小野沢 元久 日本大学, 工学部, 教授 (40059613)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円); 2003年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2002年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
• キーワード: 超音波センサー / 研削機 / 診断 / 医療 / 歯牙 / 歯科医療 / 歯科用加工機 / 非破壊検査 / 超音波センサ

研究概要

本年度は、ヒトの歯牙の歯質における超音波情報(反射エコー高さ、パルス波形の形状、音速など)を調べ、歯質と超音波情報の相関を定量化すると共に、超音波センサー内蔵の小型研削機の試作とシステム化を図ることを目的として研究を行った。
供試材は、歯周病で抜歯した健全なヒトの大臼歯と小臼歯である。試験歯は、健全な歯牙とPlank・Rychlo法で局部的に脱灰させてう蝕部を付与した歯牙の2種類である。
歯質と超音波情報の相関を定量化する実験は、得られた超音波データをリアルタイムにパソコン処理して部位の位置をデジタル表示する特注の超音波探傷システムを用いて、試験歯に対して縦と横方向からの各部位における超音波情報を計測した。次に試験歯のX線写真撮影と切断した断面の顕微鏡写真撮影を行い、組織とう蝕部の大きさ、形状並びに位置の測定を行った。そして歯牙の各部位と超音波情報の相関を定量化し、システム化のための基礎データとした。この結果、歯牙の音速は縦方向と横方向では異なること、さらに縦方向の音速は部位による変化があるが横方向のものは僅かであること、これらの理由は組織に起因することを明らかにした。
一方、超音波プローブを内蔵した小型研削機の試作を行った。特注した小型超音波プローブを内蔵させてエアタービン駆動方式の研削機を試作した。ボディには軽量化と抗菌作用を考慮してチタンを用い、内部部品には耐食性向上のためにステンレス鋼を用いた。う蝕部の測定は前述した超音波探傷システムを用いて行った。試作機による性能試験の結果、う蝕部位の測定が可能であることを明らかにした。